Role of NAV3 in glioblastoma cells invasiveness

• Název práce v češtině: Role NAV3 v invazivitě glioblastomových buněk
• Název v anglickém jazyce: Role of NAV3 in glioblastoma cells invasiveness
• Klíčová slova: neuronový navigátor 3, mikrotubuly, nádory, invazivita, cytoskelet
• Klíčová slova anglicky: neuron navigator 3, microtubules, cancer, invasion, cytoskeleton
• Akademický rok vypsání: 2021/2022
• Typ práce: diplomová práce
• Jazyk práce: angličtina
• Ústav: Katedra buněčné biologie (31-151)
• Vedoucí / školitel: prof. RNDr. Jan Brábek, Ph.D.
• Řešitel: skrytý - zadáno a potvrzeno stud. odd.
• Datum přihlášení: 08.11.2021
• Datum zadání: 08.11.2021
• Datum potvrzení stud. oddělením: 08.11.2021
• Datum odevzdání elektronické podoby: 26.04.2023
• Datum proběhlé obhajoby: 05.06.2023
• Oponenti: RNDr. Lenka Libusová, Ph.D.
• Konzultanti: Mgr. Aneta Škarková, Ph.D.

Předběžná náplň práce

Existují různé strategie, jak mohou nádorové buňky invadovat extracelulární matrix během metastázování. Mohou invadovat okolní tkáň buď kolektivně, se zachováním mezibuněčných kontaktů, nebo individuálně. Existují dvě základní strategie individuální invazivity. První, mezenchymální invazivita, je charakterizována proteolytickou degradací okolní extracelulární matrix a protáhlou morfologií buněk. Druhá strategie, améboidní invaze, je nezávislá na proteázách, buňky využívající améboidní invazivitu jsou kulaté a mohou modifikovat svůj tvar tak, aby se protlačily póry v extracelulární matrix. Invadující nádorové buňky mohou přecházet mezi těmito strategiemi invazivity v reakci na různé podněty. Tento proces nazýváme plasticita invazivity a je to hlavní důvod, proč nádorové buňky odolávají protimetastatické léčbě. Proto je nutné porozumět základním molekulárním mechanismům plasticity invazivity nádorových buněk.

Vzhledem ke změnám v morfologii buněk při přechodu mezi mezenchymální a améboidní invazivitou je evidentní, že tento proces vyžaduje remodelaci cytoskeletu. Přestože úloha aktinového cytoskeletu v invazivitě a plasticitě nádorových buněk je již poměrně dobře popsána, úloha mikrotubulů (MT) není dosud zcela objasněna. Existují důkazy, že destabilizace a depolymerizace MT souvisí s migrací améboidních buněk. Tato práce si klade za cíl podrobněji studovat dynamiku MT při přechodu mezi mezenchymální a améboidní invazivitou a objasnit, zda modifikace dynamiky MT může přímo ovlivnit invazívní strategie. Abychom popsali, jak rychle dochází k depolymerizaci MT po začátku mezenchymálně-améboidního přechodu, a zjistili, zda remodelace mikrotubulů předchází morfologickým změnám buněk, použijeme zobrazení živých buněk s fluorescenčně označenými mikrotubuly, které podstupují mezenchymálně-améboidní přechod ve 3D. Dále také popíšeme buněčnou morfologii, použijeme invazní testy, western bloty a imunofluorescenční barvení k detekci mikrotubulů stabilizovaných acetylací, abychom zjistili, zda se acetylace mikrotubulů liší u buněk, invadujících améboidním a mezenchymálním způsobem.

Předběžná náplň práce v anglickém jazyce

There are varying strategies how cancer cells can invade extracellular matrix during metastasis. They can invade surrounding tissue collectively in a bigger mass, where there are preserved cell‑cell contacts, or individually like a single cell. There are two basic strategies of individual invasion. The first, mesenchymal invasion, is characterised by proteolytic degradation of surrounding extracellular matrix and elongated cell morphology. The second strategy, amoeboid invasion, is protease‑independent, cells using the amoeboid invasion are round and they can modify their shape to squeeze through pores in extracellular matrix. Invading cancer cells can switch among these invasion strategies in reaction to various cues. We call this process invasion plasticity, and it is the main reason why tumour cells resist antimetastatic therapy. To overcome this, it is necessary to understand the basic molecular mechanisms which occur during cell invasion plasticity.
Due to the changes in cell morphology during the transition between mesenchymal and amoeboid invasion, it is evident that this process requires remodelation of the cytoskeleton. Although the role of the actin cytoskeleton in cancer cell invasion and plasticity is already quite well described, the role of microtubules (MT) is not yet fully clarified. There is evidence that MT destabilization and depolymerization relates to amoeboid cell migration. This thesis aims to study the dynamics of MTs in the transition between mesenchymal and amoeboid invasion in more detail to and clarify whether modification of MT dynamics can directly affect invasion strategies. To describe how fast the MT depolymerization occurs after beginning of mesenchymal to amoeboid transition and if the remodulation of microtubules precedes morphological changes of the cells, we will use live cell imaging of the cells with fluorescently marked microtubules undergoing the transition in 3D. Further, we will also describe cell morphology, employ invasion assays, western blotting and immunofluorescence staining to detect microtubules stabilized by acetylation determinate if the acetylation of microtubules differs between amoeboid and mesenchymal invading cells.